Simulations of Tests of Polymeric Composites Based on Experimental Data

Abstract

The article focuses on computational simulations of basic and specific tests under uniaxial loading of polymeric composites, which are parts of tire casings, based on experimental data using the FEM software ANSYS with the addition of the supporting freeware program CADEC for determination of input material parameters as inputs to the simulations. The computational models for the simulations are created using APDL (ANSYS Graphical User Interface) procedures for the fully automatic creation of models based on geometric and material parameters. Stress–strain analyses are performed. In this article, models are prepared for two different loading states—at first, models for the simulation of a shear test with different way of reinforcement modelling and next, a model for a tensile test with the reading of the results in points on the video-extensometer. The best way is of reinforcement modelling is the model with Mooney-Rivlin parameters for the rubber matrix. The model for tensile test simulation gave quality results-force–elongation dependences almost overlap with an error of 5%.

У статті присвячено обчислювальному моделюванню базових та специфічних випробувань при одновісному навантаженні полімерних композитів, що входять до складу обшивки шин, на основі експериментальних даних з використанням програмного забезпечення FEM ANSYS з додаванням допоміжної безкоштовної програми CADEC для визначення параметрів вхідних матеріалів як вхідні дані для моделювання. Обчислювальні моделі для моделювання створюються за допомогою процедур APDL (графічний інтерфейс користувача ANSYS) для повністю автоматичного створення моделей на основі геометричних і матеріальних параметрів. Виконується аналіз напруги-деформації. У цій статті готуються моделі для двох різних станів навантаження: спочатку моделі для симуляції випробування на зсув з різними способами моделювання арматури, а потім модель для випробування на розтяг із зчитуванням результатів у балах на відео. - екстензометр. Найкращим способом моделювання арматури є модель з параметрами Муні-Рівліна для гумової матриці. Модель для симуляції випробувань на розтяг дала якісні результати — залежності сила–подовження майже перекриваються з похибкою 5%.